DE2717050A1

DE2717050A1 - Kompressor-kaelteanlagen

Info

Publication number: DE2717050A1
Application number: DE19772717050
Authority: DE
Inventors: Karll Bent
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1977-04-18
Publication date: 1978-10-19
Also published as: SE7804065L; DE2717050B2; FR2388228A1; GB1598715A; CA1109945A; NO781210L; DK144165B; SE425817B; US4178771A; DE2717050C3; DK110078A; NO144782B; DK144165C; NO144782C; FR2388228B1

Description

PATENTANWALT ^β Prankfurt/Main ι, den KÜHHORNSHOFWEG 10 tr /π

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DA 446

DANFOSS A/S, Nordborg (Dänemark)

Kompressor-Kälteanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompressor-Kälteanlage mit zwei Abteilen unterschiedlicher Temperatur, deren Verdampfer im wesentlichen parallelgeschaltet und von einem gemeinsamen Kompressor und Kondensator gespeist sind, wobei ein erster Thermostat in dem einen Abteil den Kompressor und ein zweiter Thermostat in dem anderen Abteil eine dem Eingang des Verdampfers des Abteils höherer Temperatur vorgeschaltete Sperrvorrichtung, insbesondere einen in einer Kammer angeordneten PTC-Widerstand, steuert.

Bei einer bekannten Kälteanlage dieser Art befindet sich der den Kompressor steuernde erste Thermostat im Abteil tieferer Temperatur. Dies trägt dem Umstand Rechnung, daß der Kompressor im Bedarfsfall, zum Beispiel wenn das Abteil mit frischer Ware beschickt wird, im Dauerlauf betrieben werden muß. Damit das Abteil höherer Temperatur dabei nicht zu viel Kälteleistung zugeführt erhält, steuert der in diesem Abteil angeordnete zweite Thermostat die Stromzufuhr zu einem Heizwiderstand, der einem Kapillarrohr benachbart ist. Wenn sich infolge Beheizung des Kapillarrohrs ein Dampfpfropf bildet, ist die Zuleitung zum Verdampfer im Abteil höherer Temperatur gesperrt.

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Gemäß einem älteren Vorschlag kann in einer solchen Kälteanlage auch eine Sperrvorrichtung Anwendung finden, die aus einer Kammer mit einem darin angeordneten PTC-Widerstand besteht, der beim Durchschreiten eines Temperaturbereichs zwischen der dem Druck in der Kammer zugeordneten Verdampfungstemperatur des Kältemittels und der Verkokungstemperatur des Kälteöls von einem niedrigen auf einen hohen Widerstandswert übergeht. Auf diese Weise wird wiederum durch Dampfbildung, jedoch ohne zu starke Erhitzung, eine Sperrwirkung erzielt.

Wenn das Abteil tieferer Temperatur auf die Nenntemperatur gebracht worden ist, eine gute Isolierung vorhanden ist und keine Wärmezufuhr durch Öffnen einer Tür o. dgl. erfolgt, kann es geschehen, daß die Stillstandszeiten des Kompressors groß werden und dem Abteil höherer Temperatur eine zu geringe Kühlleistung zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompressor-Kälteanlage der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei den beiden Abteilen die von ihnen benötigte Kälteleistung zugeführt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dem Kompressor steuernde erste Thermostat im Abteil höherer Temperatur und der die Sperrvorrichtung steuernde zweite Thermostat im Abteil tieferer Temperatur angeordnet ist und die Sperrvorrichtung einschaltet, wenn ein oberer Grenzwert der tieferen Temperatur überschritten wird.

Bei dieser Ausgestaltung wird der Kompressor in Abhängigkeit von der Temperatur im Abteil höherer Temperatur ein- und ausgeschaltet. Dies ergibt vergleichsweise kurze Stillstandszeiten, wie sie bei nur ein Abteil aufweisenden Kälteanlagen üblich sind. Wenn im Abteil tieferer Temperatur Kälteleistung benötigt wird, spricht die Sperrvorrichtung an. Wenn nunmehr aufgrund der Temperatur im Abteil höherer Temperatur der Kompressor

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läuft, bleibt er kontinuierlich in Betrieb, weil wegen der Sperrung der Kältemittelzufuhr die Temperatur im Abteil höherer Temperatur nicht sinkt. Erst wenn aufgrund der Temperatur im Abteil tieferer Temperatur der zweite Thermostat die Sperrvorrichtung abschaltet, sinkt die Temperatur im Abteil höherer Temperatur, bis schließlich der Kompressor ausgeschaltet wird. Obwohl also der Kompressor vom Abteil höherer Temperatur gesteuert wird, ergibt sich eine eindeutige Steuerung in Abhängigkeit vom Abteil tieferer Temperatur.

Besonders günstig ist es, wenn der erste Thermostat außer einem eine Schaltdifferenz aufweisenden Hauptkontakt, der mit dem Kompressor in Reihe liegt, einen eine Schaltdifferenz aufweisenden Hilfskontakt besitzt, der mit dem Kontakt des zweiten Thermostaten in Reihe liegt und bei Unterschreiten einer etwas oberhalb der Ausschalttemperatur des Hauptkontakts liegenden Temperatur einschaltet. Dies hat zur Folge, daß die Sperrvorrichtung erst wirksam wird, wenn das Abteil höherer Temperatur eine vergleichsweise tiefe Temperatur angenommen hat. Es steht daher ausreichend Zeit zur Verfügung, um dem Abteil tieferer Temperatur auch eine größere Kälteleistung zuzuführen. Es kann daher mit entsprechend klein ausgelegten Kompressoren gearbeitet werden.

Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform ist weiter dafür gesorgt, daß der Hilfskontakt bei Überschreiten einer etwas oberhalb der Einschalttemperatur des Hauptkontakts liegenden Temperatur ausschaltet. Diese Maßnahme empfiehlt sich, wenn mit Sicherheit zu hohe Temperaturen im Abteil höherer Temperatur vermieden werden sollen. Wenn beispielsweise während der Wirksamkeit der Sperrvorrichtung durch Öffnen einer Tür Wärme in das Abteil höherer Temperatur dringt, kann die Sperrvorrichtung abgeschaltet werden, so daß der weiterlaufende Kompressor beide Verdampfer gleichzeitig bedient, bis das Abteil höherer Temperatur genügend abgekühlt ist und der Hilfskontakt wieder einschaltet, worauf die gesamte Kälteleistung dem Abteil tiefe-

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rer Temperatur zugeführt wird.

Außerdem kann der Hauptkontakt in Reihe mit dem Kontakt des zweiten Thermostaten liegen. Dies empfiehlt sich, wenn die Sperrvorrichtung ein Heizelement, wie einen PTC-Widerstand, aufweist. Denn es wird sichergestellt, daß nur dann Heizleistung zugeführt wird, wenn auch der Kompressor in Betrieb ist, also auch eine Wärmeabfuhr durch das Kältemittel möglich ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Kompressor-Kälteanlage und

Fig. 2 in einem Diagramm die Schaltverhältnisse des Hauptuid Hilfskontakts des ersten Thermostaten.

Die Kälteanlage weist einen Kompressor 1 auf, dem ein Kondensator 2 nachgeschaltet ist. Von ihm aus werden in Parallelschaltung über eine erste Leitung 3 ein Verdampfer 4 in einem Abteil 5 höherer Temperatur und über eine Leitung 6 ein Verdampfer 7 in einem Abteil 8 höherer Temperatur gespeist. In der Leitung 3 befindet sich zwischen zwei Drosselstellen 9 und 10 eine Sperrvorrichtung 11, die einen in einer Kammer 12 angeordneten PTC-Widerstand 13 aufweist. In der Leitung 6 befindet sich eine Drosselstelle 14.

In dem Abteil 5 höherer Temperatur befindet sich ein Thermostat 15 bzw. der Fühler dieses Thermostaten; er steuert einen Hauptkontakt 16 und einen Hilfskontakt 17. Im Abteil 8 tieferer Temperatur befindet sich ein Thermostat 18 bzw. dessen Fühler; er steuert einen Kontakt 19. Letzterer bildet eine Reihenschaltung 20 mit dem PTC-Widerstand 13 und dem Hilfskontakt 17, welche den im Kompressormotor aufweisenden Leitungszweig 21 parallelgeschaltet ist. Beide werden mit Hilfe des Haupt-

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schalters 16 an Wechselspannung gelegt.

In Fig. 2 ist über der Temperatur des Abteils 5 der Schaltzustand des Hauptkontakts 16 und des Hilfskontakts 17 veranschaulicht. Der Hauptkontakt öffnet, wenn die Ausschalttemperatur t₁ unterschritten wird. Er behält den Öffnungszustand bei, bis die Einschalttemperatur t₂ überschritten wird. Da mit Hilfe des Hauptkontakts 16 der Kompressor 1 eingeschaltet wird, ergibt sich auf diese Weise eine intermittierende Kühlung, durch die das Abteil 5 innerhalb des zwischen den Temperaturen t^ und t₂ liegenden Temperaturbereich, zum Beispiel 5 Grad C, gehalten wird. Beispielsweise wird der Kompressor zwölfmal in der Stunde eingeschaltet und läuft dann für etwa eine Minute. Die Stillstandszeiten sind daher verhältnismäßig kurz. Auch das Abteil 8 tieferer Temperatur erhält dabei eine gewisse Kälteleistung zugeführt, die auf jeden Fall ausreicht, um die Abteiltemperatür unterhalb eines gewünschten Grenzwertes zu halten. Da es sich bei diesem Abteil in der Regel um ein Gefrierfach handelt, ist lediglich der obere Grenzwert von Interesse; tiefere Temperaturen sind unschädlich.

Wenn die Temperatur im Abteil 8 einen oberen Grenzwert überschreitet, schließt der Kontakt 19. Unter der Voraussetzung, daß Hauptkontakt 16 und Hilfskontakt 17 geschlossen sind, wird der PTC-Widerstand 13 beheizt. In der Kammer 12 entsteht Kältemitteldampf. Die Leitung 3 wird dadurch gesperrt. Die gesamte Kälteleistung gelangt zum Verdampfer 7 im Abteil 8 tieferer Temperatur. Da nunmehr die Temperatur im Abteil 5 nicht weiter absinkt, bleibt auch der Kompressor 1 in Betrieb. Er läuft so lange, bis der Kontakt 19 wieder öffnet, weil das Abteil 8 wieder die richtige Temperatur erreicht hat. Denn erst dann öffnet die Sperrvorrichtung 11, so daß das Abteil 5 herabgekühlt wird, bis schließlich durch Öffnen des Hauptkontakts der Kompressor abgeschaltet wird.

Der Hilfskontakt 17 schließt, wenn die Temperatur im Abteil 5

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den Wert t-, unterschreitet, der etwas, zum Beispiel 2 Grad C , über der Einschalttemperatur t.. des Hauptkontakts 16 liegt. Damit ist gewährleistet, daß die Sperrvorrichtung 11, nachdem der Thermostat 18 angesprochen hat, erst wirksam werden kann, wenn die Temperatur im Abteil 5 nahe dem unteren Grenzwert liegt. Es steht daher ein ausreichender Zeitraum zur Verfügung, in welchem der Kompressor 1 allein das Abteil 8 mit Kälteleistung versorgt, ehe die Temperatur im Raum 5 zu stark angestiegen ist.

Der Hilfskontakt 17 öffnet, wenn die Temperatur im Raum 5 einen Wert t. überschreitet, der etwas, zum Beispiel 2 Grad C, über der Einschalttemperatur t₂ des Hauptkontakts 16 liegt, ^ies hat zur Folge, daß die Sperrvorrichtung 11 unwirksam gemacht wird, wenn wegen der Sperrung die Temperatur im Abteil 5 zu hohe Werte annehmen sollte, zum Beispiel weil zwischenzeitlich die Tür geöffnet wurde. In diesem Fall würde kurzzeitig der Normalbetriebszustand hergestellt, bei dem beide Abteile mit Kälteleistung versorgt werden. Erst wenn der Hilfskontakt 17 bei der Temperatur t* wieder schließt, geht die alleinige Kühlung des Abteils 8 bei fortwährend laufendem Kompressor 1 weiter.

Die Beheizung des PTC-Widerstandes 13 ist von der Stellung des Kontakts 16, des Hilfskontakts 17 und des Hauptkontakts 16 abhängig. Damit ist sichergestellt, daß eine Beheizung nur beim kumulativen Auftreten von drei Bedingungen erfolgt, nämlich einer unzureichenden Temperatur im Abteil 8, einer ausreichenden Temperatur im Abteil 5 und dem Lauf des Kompressors 1. Letzeres stellt sicher, daß immer dann, wenn gar keine Kälteleistung erzeugt wird, also auch keine Sperrung notwendig ist, die Sperrvorrichtung automatisch unwirksam ist.

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Mit Hilfe einer üblichen Sollwert-Einstellvorrichtung können die Temperaturen ti und t4 verstellt werden, wie es durch die Pfeile in Figur 2 angedeutet ist.

Beispielsweise ist die Kälteanlage Teil eines Kühlschranks mit Kühlabteil 5 und Gefrierabteil 8.

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Claims

Patentansprüche

_V1. Kompressor-Kälteanlage mit zwei Abteilen unterschiedlicher Temperatur, deren Verdampfer im wesentlichen parallelgeschaltet und von einem gemeinsamen Kompressor und Kondensator gespeist sind, wobei ein erster Thermostat in dem einen Abteil dem Kompressor und ein zweiter Thermostat in dem anderen Abteil eine dem Eingang des Verdampfers des Abteils höherer Temperatur vorgeschaltete Sperrvorrichtung, insbesondere einen in einer Kammer angeordneten PTC-Widerstand, steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kompressor (1) steuernde erste Thermostat (15) im Abteil (5) höherer Temperatur und der die Sperrvorrichtung (11) steuernde zweite Thermostat (18) im Abteil (8) tieferer Temperatur angeordnet ist und die Sperrvorrichtung einschaltet, wenn ein oberer Grenzwert der tieferen Temperatur überschritten wird.
2. Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Thermostat (15) außer einem eine Schaltdifferenz aufweisenden Hauptkontakt (16), der mit dem Kompressor (1) in Reihe liegt, einen eine Schaltdifferenz aufweisenden Hilfskontakt (17) besitzt, der mit dem Kontakt (19) des zweiten Thermostaten (18) in Reihe liegt und bei Unterschreiten einer etwas oberhalb der Ausschalttemperatur (t^) des Hauptkontakts (16) liegenden Temperatur (t,) einschaltet.
3. Kälteanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskontakt (17) bei Überschreiten einer etwas oberhalb der Einschalttemperatur (tp) des Hauptkontakts (16) liegenden Temperatur (t^) ausschaltet.

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4. Kälteanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Hauptkontakt (1S) in Reihe mit dem Kontakt (19) des zweiten Thermostaten (18) liegt.

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